聚乙烯的改性研究課件

聚乙烯的改性研究聚合物的表面改性處理方法：電暈放電處理火焰處理：用可燃性氣體的熱氧化焰對(duì)聚合物表面進(jìn)行瞬時(shí)高溫燃燒，使其表面發(fā)生氧化反應(yīng)而達(dá)到處理目的熱處理：把聚合物暴露在熱空氣中進(jìn)行氧化反應(yīng)，使其表面引進(jìn)羰基，羧基以及某些氨基和過(guò)氧化物，從而獲得可潤(rùn)濕性和黏結(jié)性。化學(xué)處理：鈉洗含氟高聚物，酸氧化法（重鉻酸鹽和濃硫酸），碘處理，臭氧氧化。低溫等離子體處理聚乙烯(PE)聚乙烯塑料一種,是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的高分子，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料。通過(guò)乙烯（CH2=CH2）的加成聚合而成的。聚乙烯無(wú)臭，無(wú)毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70～-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良。鑒于它的優(yōu)良性能，主要用來(lái)制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，其用途非常廣泛。但是它有一致命缺點(diǎn)：對(duì)于環(huán)境應(yīng)力(尤其是化學(xué)和機(jī)械作用)很敏感，耐熱老化性差。氯磺化聚乙烯（CSM）氯磺化聚乙烯是美國(guó)杜邦公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的。氯磺化聚乙烯由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯經(jīng)過(guò)氯化和氯磺化反應(yīng)制得。氯磺化聚乙烯的合成：自由基引發(fā)：Cl2→2ClˉRCl→R+Clˉ氯磺化反應(yīng)：R+SO2→RSO2RSO2+Cl2→RSO2Cl+ClˉR+Cl2→RCl+ClˉR++Clˉ→RClClˉ+RH→HCl制備傳統(tǒng)方法：由氯和二氧化硫與聚乙烯（數(shù)均分子量約20000）作用而成,一般采用溶液法，固相法。杜邦公司在1952年率先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),采用的是溶液法,即將高密度聚乙烯溶解在鹵代烴中,通入Cl2和SO2氣體來(lái)合成,但污染嚴(yán)重。固相法合成工藝具有反應(yīng)時(shí)間短,成本低,污染少,工藝簡(jiǎn)單合理,對(duì)設(shè)備腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn),是目前合成CSM的一個(gè)重要研究方向。新工藝：Roberchard等提出了以氯化聚乙烯為原料,聚合產(chǎn)生氯磺化聚乙烯。

經(jīng)實(shí)際檢驗(yàn)，氯磺化聚乙烯有優(yōu)異的耐臭氧性、耐大氣老化性、耐化學(xué)腐蝕性等，較好的物理機(jī)械性能、耐老化性能、耐熱及耐低溫性、耐油性、耐燃性、耐磨性、及耐電絕緣性。CSM可用于制成涂料，合成特種橡膠，在工業(yè)上用于制造具有特殊性能的管子、運(yùn)輸帶、密封件等制品等，其用途十分廣泛。

氯磺化聚乙烯涂料CLPE的生產(chǎn)

輻射交聯(lián)法：在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)時(shí)，主要用γ射線。工業(yè)上，常用大型電子加速器產(chǎn)生的電子束來(lái)使聚合物發(fā)生交聯(lián)。輻射交聯(lián)主要是使用高能射線打斷PE中C一C鍵和C一H鍵所產(chǎn)生的自由基來(lái)引發(fā)交聯(lián)的。在進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)時(shí)，需要加入增敏劑和敏化劑。增敏劑一般為多官能團(tuán)單體,

可增大交聯(lián)反應(yīng)的比例；敏化劑一般為活潑小分子,

作用為加速輻射交聯(lián)反應(yīng)。常用的增敏劑有二甲基丙烯酸四甘醇脂等;常用的敏化劑有四氯化硅、四氯化碳等。CLPE的生產(chǎn)

過(guò)氧化物交聯(lián)：一般采用有機(jī)過(guò)氧化物為交聯(lián)劑，在熱的作用下，分解而生成活性的游離基，這些游離基使聚合物碳鏈上生成活性點(diǎn)，并產(chǎn)生碳一碳交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。除此之外還有硅烷交聯(lián)法，這里不作介紹了。

性能比較共混改性聚乙烯兩種密度不同的聚乙烯按各種比例共混得到的一系列有中間性能的聚乙烯。主要有以下四種方式的改性：1、不同密度的聚乙烯的共混改性；2、不同分子量的高密度聚乙烯共混改性

；

3、不同品種塑料的共混改性；4、高密度聚乙烯的填充改性技術(shù)

。下面主要介紹不同密度的改性以聚乙烯樹(shù)脂的滾塑為例。滾塑又稱旋轉(zhuǎn)模塑,是生產(chǎn)中空塑料制品的工藝方法之一。其基本工藝過(guò)程是將定量的粉狀樹(shù)脂裝入模具,在對(duì)模具加熱的同時(shí)使模具繞互相垂直的兩個(gè)軸向旋轉(zhuǎn),從而使樹(shù)脂熔融并借助重力作用均勻地涂布于模腔表面,最后經(jīng)冷卻脫模后得到制品。滾塑工藝對(duì)聚乙烯樹(shù)脂性能如下要求：（1）樹(shù)脂的熔體流動(dòng)速率在2g/10min～10g/10min之間。（2）樹(shù)脂密度應(yīng)在0.92g/cm3～0.94g/cm3之間。（3）樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性要好試樣制備實(shí)驗(yàn)原料：3種原料樹(shù)脂,分別為:線性低密度聚乙烯樹(shù)脂:LLDPE7143型和LLDPE7042型，高密度聚乙烯樹(shù)脂:HDPE6070型。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：雙螺桿擠出機(jī)、熔體流動(dòng)速率測(cè)試儀、密度測(cè)試儀、硬度計(jì)、沖擊試驗(yàn)測(cè)試儀、萬(wàn)能拉力機(jī)、紅外光譜儀、塑粒微粉磨機(jī)、雙軸旋轉(zhuǎn)模塑機(jī)。試驗(yàn)方法：分別以LLDPE7143、LLDPE7042為主體,HDPE6070以不同質(zhì)量比與其共混、造粒、制樣。LLDPE7042型與HDPE6070型不同配比所得試樣性能

從表1和表2可以看到,在LLDPE樹(shù)脂中共混HDPE樹(shù)脂后,明顯提高了樹(shù)脂的密度、熔體流動(dòng)速率、拉伸強(qiáng)度和硬度。其中HDPE6070/LLD